(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷パターンが形成された凸版を外周部に具備するシリンダー状版胴と、前記凸版にインキを供給するアニロックスロールと、前記アニロックスロールにインキを供給するインキ供給装置と、前記アニロックスロール上の余剰インキを掻き落とすドクターロールと、被印刷物を載置する位置決め定盤とを具備する印刷装置を用いて前記凸版のインキを前記被印刷物に転写することによって機能性薄膜を製造する機能性薄膜の製造方法であって、
前記ドクターロールで前記アニロックスロール上の余剰インキを掻き落とす際の前記アニロックスロール表面の周速度をＶ１、前記インキの粘度をη、前記インキの表面張力をσとした時、Ca＝ηV1/σであらわされる数値の範囲が0.002≦Ca≦0.03の範囲にあることを特徴とする機能性薄膜の製造方法。
【請求項２】
前記アニロックスロールから前記凸版上へインキを転写する際の前記アニロックスロールの周速度をV2とした時、V2>V1を満たすことを特徴とする請求項１記載の機能性薄膜の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機能性薄膜を高品質に印刷する製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、微細薄膜パターン形成において、量産性に優れ、製造コストを低く抑えることが可能である公知の印刷方式を利用する試みが検討されている。特にディスプレイ分野では、画面の大型化、コストの低減化に対応するため、印刷方式によって機能性薄膜をパターン形成する検討が進められている。
【０００３】
具体的な印刷法式としてはオフセット印刷、グラビア印刷、グラビアオフセット印刷、凸版印刷法などが検討されている。
【０００４】
これらの各種印刷手法の中で特に樹脂凸版印刷法は、樹脂からなる凸版と、アニロックスロールと呼ばれる表面に細かい凹部（セル）が彫刻されたインキロールと、溶剤乾燥型のインキとを用いた印刷方式であり、従来から包装紙などの印刷物に広く使用されている。この樹脂凸版印刷は、膜厚０．０１〜０．２μｍ程度の薄くて安定した印刷層の形成に特に適している。
また、樹脂凸版印刷はキスタッチと称されるごく低印圧での印刷が可能であることから、ガラス基板や高い圧力をかけることによって特性が破壊され易い透明電極等が成膜された基板に対する印刷にも適しており、ディスプレイ等の電子部品のパターン形成に特に適した印刷方法である。
【０００５】
次に、一般的な凸版印刷装置について図２を参照して説明する。
この凸版印刷装置は、図２に示すように、凸版204の版面にインキを供給するためのセルを有するアニロックスロール201と、アニロックスロールにインキを供給するインキチャンバ208と版下クッション203を介してパターン形成用の凸版204が装着される回転式の版胴205と、被印刷基板207が載置される基板定盤206と、インキを掻き落とすドクタリングを行うドクターブレード202を有して構成されている。
次に、図２の印刷機を用いた際の印刷の流れについて説明する。
まず基板定盤206上に被印刷基板が載置された後、版胴205の直下まで移動する。基板定盤206が移動したならば、版胴205が基板定盤206の動作と同期回転し、版胴205と等速で動作するアニロックスロール201より、凸版204へインキが供給される。凸版204へインキが供給された後速やかに凸版状のインキは被印刷基板207へ転写され印刷動作が終了する。
【０００６】
ここで、ドクターブレード202はアニロックスロール201上に塗布されたインキのうち余剰インキを掻き落とすことによってアニロックスロールセル内に均一にインキを押し込むために、一般的に20ｋPa程度の圧力でアニロックスロールへ押し当てられる。
そのため、アニロックスロール、ドクターブレードの両者が磨耗し、その削れ分がインキの中へ混入する問題があった。
【０００７】
アニロックスロールやドクターブレードは一般的に、金属酸化物、若しくは樹脂からなる為、これらが異物としてインキ内に混入することとなる。
【０００８】
従来、樹脂凸版印刷法において主に対象とする一般印刷物ならば、大きな問題とならないが、有機半導体薄膜や、有機発光薄膜などを代表とする機能性薄膜の微細パターニングなどを目的としたエレクトロニクス部材向け印刷では、削れた異物が原因で製品不良となったり、異物が金属の場合、導電することによりショートを起こすなどの不具合が発生する。
【０００９】
以上のように、従来のアニロックスロール上のインキを掻き落とす手段としては、主として、ドクターブレードが用いられているが、特許文献１に示すように、ゴムなどをロール上に加工したドクターロール手法も使用されている。
ドクターロール手法を用いることによって、ドクターブレード手法で発生したような異物の発生は低く抑えられることが出来るが、ドクターブレードと比較した場合に液掻き性が劣り、アニロックスロールのセルに十分にインキを押込むことが出来ず、微細薄膜を高品質にパターニングすることが難しかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開2001-083495号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
以上のように、従来の樹脂凸版印刷法は優れた特性を持つ印刷法で有るが、高品質な印刷物を得るための、ドクタリング性と、印刷物に影響を与える異物の発生を低減するといった、要求特性を満たすものではなかった。
よって、本発明の目的はかかる問題を解決し、機能性薄膜を高品質かつ異物が少なく印刷する上で有利な機能性薄膜の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決する為に、本発明者らが鋭意研究を行った結果、ドクタリングする際のアニロックスロール表面の周速度V1,使用するインキの粘度ηおよび、表面張力σとした時、Ca＝ηV/σであらわされる数値の範囲を0.002≦Ca≦0.03とすることによって、高品質な印刷物を得るために必要なドクタリング性と、薄膜の機能を損なう異物発生がないドクタリング条件を見出した。
なお、前記の数値Ｃａが0.002≦Ca≦0.03の範囲を下回ると、表面張力が大きく粘度が低い、塗工不良を起こしやすいインキを用いなければならず、さらに周速度を小さくする必要があるため装置の動作安定性に影響を及ぼすという点で不利があり、0.002≦Ca≦0.03の範囲を上回ると、ドクタリング表面にスジ状ムラが発生しドクタリング不良となるという点で不利がある。
【００１３】
本発明はこのような知見に基づいてなされたもので、上記課題を解決するための請求項1に記載の発明は、印刷パターンが形成された凸版を外周部に具備するシリンダー状版胴と、前記凸版にインキを供給するアニロックスロールと、前記アニロックスロールにインキを供給するインキ供給装置と、前記アニロックスロール上の余剰インキを掻き落とすドクターロールと、被印刷物を載置する位置決め定盤とを具備する印刷装置を用いて前記凸版のインキを前記被印刷物に転写することによって機能性薄膜を製造する機能性薄膜の製造方法であって、前記ドクターロールで前記アニロックスロール上の余剰インキを掻き落とす際の前記アニロックスロール表面の周速度をＶ１、前記インキの粘度をη、前記インキの表面張力をσとした時、Ca＝ηV1/σであらわされる数値の範囲が0.002≦Ca≦0.03の範囲にあることを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、前記アニロックスロールから前記凸版上へインキを転写する際の前記アニロックスロールの周速度をV2とした時、V2>V1を満たすことを特徴とする請求項１記載の機能性薄膜の製造方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の製造方法を適用することによって、均一な膜厚の印刷パターンを容易に形成でき、なおかつ薄膜の機能を損なう異物の発生を低減することができる。そのため、電子部材などの微細パターニング技術として、樹脂凸版印刷方を適用することが出来るようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施の形態の機能性薄膜の製造方法に適用されるドクターロールを有する凸版印刷装置の概略を説明する図面である。
【図２】従来例を示すドクターブレードを有する凸版印刷装置の概略を説明する図面である。
【図３】実施例１、比較例１、２の評価結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、この発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。なお。本発明はこれに限るものではない。
【００１７】
本発明の実施の形態を、図1に示す樹脂凸版印刷機におけるアニロックスロール101からなるインキ供給機構109を中心に説明する。
図1に示す樹脂凸版印刷機はパターン形成用の凸版104が装着されるシリンダー式の版銅105、凸版104に接してインキを供給するアニロックスロール101、アニロックスロールへインキ供給する為のインキチャンバ108、アニロックスロール101上の余剰インキを掻き落とすドクターロール102、基板を載置する基板定盤106から構成された印刷装置である。
【００１８】
言い換えると、前記の樹脂凸版印刷機（印刷装置）は、シリンダー状版胴１０５と、アニロックスロール１０１と，インキチャンバ１０８（インキ供給装置）と、ドクターロール１０２と、基板定盤１０６（位置決め定盤）とを備えている。
シリンダー状版胴１０５は、印刷パターンが形成された凸版１０４を外周部に具備している。
アニックスロール１０１は、凸版１０４にインキを供給するものである。
インキチャンバ１０８は、アニロックスロール１０１にインキを供給するものである。
ドクターロール１０２は、アニロックスロール１０１上の余剰インキを掻き落とすドクタリングを行うものである。
基板定盤１０６は、被印刷物である基板を載置するものである。
【００１９】
本発明の樹脂凸版印刷用に用いることが出来るアニロックスロール101としては、SUS材などで作成された芯ロール上に、酸化クロムをプラズマ溶射して形成した酸化クロム皮膜を、レーザー彫刻によってパターニングしたセラミックスロール、又は、芯ロール上に銅メッキを施した後樹脂を塗布し、レーザーパターニングした後に腐食処理をし、えられたパターン上にクロムメッキを施したクロムロールのいずれも用いることが出来る。
【００２０】
また、アニロックルロール上に形成されるパターンとしては、ヘリカルパターン、FMパターン、ハニカムパターン、ダイヤパターン、ARTパターンなどいずれのパターンも用いることが出来る。
【００２１】
これらのパターンはモアレを防止する為に適宜角度を設けても良い。
これらのパターンが形成された後、アニロックスロール101表面は、ドクターロール102側に傷をつけるのを防止する為に研磨されることが望ましい。具体的にはアニロックスロールのパターン土手部において4μｍ以上の突起がなくなるよう研磨されることが望ましい。
アニロックスロール101を回転する機構としては、回転速度ムラが印刷物に大きな影響を与える為、高精度に回転を制御可能なサーボモータでダイレクトドライブを行うことが望ましい。また、必要トルクを得るために減速機構を使用する場合にはバックラッシュレスの機構を用いることが望ましい。
【００２２】
次に、使用することが出来るドクターロール102としてはSUS材などで作成された芯ロールに、ニトリルゴム、シリコーンゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、アクリコニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、ウレタンゴムなどを巻きつけて作成してもよいし、これらのゴムローラ上に、PFAチューブからなる熱収縮チューブを巻きつけたものなどを用いることが出来る。これらゴム材は、インキとして使用する溶剤に対する耐性から選定される。
これらゴムロールの表面は算術表面粗さRaが0.1μｍ以下、最大高さRzが1μm以下であることが望ましい。これらの条件を満たすことによって低発塵かつ、平滑なドクタリング面を得ることが出来る。
【００２３】
次に、使用することが出来るドクターロール102の硬度としてはJIS-A硬度で30°〜70°の範囲でいずれも使用することが出来る。
ドクターロール102を回転する機構としては、回転速度ムラが印刷物に大きな影響を与える為、高精度に回転を制御可能なサーボモータを使用し、ダイレクトドライブを行うことが望ましく、アニロックスロールの回転と同期回転可能な形で制御することが出来るシステムを持つことが望ましい。
【００２４】
次にこの印刷機を用いた際の実際の動作について説明する。
基板定盤106上に、ガラス基板107を載置した後、印刷開始指示によって印刷動作が開始される。
この間、アニロックスロール101上にはインキが供給されドクタリングが継続的に実施され平滑にドクタリングされた表面が常に保持されている。ドクタリングする際の速度は本発明に従って決定される。
すなわち、ドクターロール１０２でアニロックスロール１０１上の余剰インキを掻き落とす際のアニロックスロール１０１表面の周速度をＶ１、インキの粘度をη、インキの表面張力をσとした時、Ca＝ηV1/σであらわされる数値の範囲が0.002≦Ca≦0.03の範囲となるようにアニロックスロール１０１表面の周速度Ｖ１が設定される。
例えば粘度が60mPa・s、表面張力が30ｍN/mのインキならばアニロックスロール１０１表面の周速度Ｖ１は1〜15mm/sの間で設定される。
次に基板定盤が版胴直下に移動した後、アニロックスロール101より版上へインキが転写され、その後版胴回転と同期した基板定盤106上に置かれたガラス基板107へ印刷が行われる。すなわち、凸版１０４のインキがガラス基板107に転写されることによって機能性薄膜が製造される。
アニロックスロール101から凸版１０４上へインキを転写する際の速度は、ドクタリング速度と等速でもよいが、ドクタリング速度が低速の場合は転写に時間がかかる為、転写速度を早くしても良い。ただし、転写速度を早くする場合には、本発明のドクタリング条件にて得られたドクタリング表面が凸版１０４に転写されるように調整される必要がある。
以上の動作を実施することによって良質な印刷物を得ることが出来る。すなわち、機能性薄膜を高品質かつ異物が少なく印刷する上で有利となる。
言い換えると、アニロックスロール１０１から凸版１０４上へインキを転写する際のアニロックスロール１０１の周速度をＶ２とした時、Ｖ２＞Ｖ１を満たすことで、アニロックスロール101から凸版１０４上へのインキの転写速度の高速化を図れる。そのため、インキのガラス基板107への転写速度の高速化を図りつつ良質な印刷物を得る上で有利となる。
【実施例】
【００２５】
（実施例１）
本発明の実施例について述べる。なお、本発明は実施例に限定されるものではなく、本発明を達成できる範囲での改良・変形等は、本発明の趣旨を逸脱するものではない。
【００２６】
本実施例では高分子型有機発光材料を、ガラス上へ印刷した例を示す。
【００２７】
印刷機としては、図1に示す印刷機を用いる。
【００２８】
本実施例で用いる、アニロックスロール１０１として、クロムロールを用いた。ロールに形成されるパターンは1辺65μmの正方形のセルが、72.5μmピッチで形成されるダイヤパターンであり、これらのパターンはロール水平線より60°傾いて形成されている。
【００２９】
次に、本実施例で用いるドクターロール１０２としては、SUS芯上に硬度JIS-A50°のウレタンゴムを巻き付け、目標直径に対して0.5mm以内になるように円柱状に加工した。加工したウレタンゴムロール上にPFA熱収縮チューブを巻きつけた後、研磨を実施しRaが0.05μｍ、Rｚが1μｍとした。
【００３０】
上記のアニロックスロール１０１に対して、ドクターロール１０２を50μm押込む形で設置した。
設置されたアニロックスロール１０１及び、ドクターロール１０２はそれぞれサーボモータで駆動される。
【００３１】
次に凸版１０４として用いる版材について説明する。
【００３２】
厚さ０．２ｍｍのＳＵＳ３０４製の板の表面に反射抑制層として黒色油性染料を厚さ１．５μｍになるようにダイコート法により塗工した。この積層体の表面にポリアミドを主成分とするネガ型感光性樹脂を総厚が0.1ｍｍとなるように塗工し、版のベースとした。
【００３３】
その後、この版材に対し、ストライプ上のパターンを有するネガパターン（有効領域開口１０６μｍ×50mm、非開口スペース３９２μｍ×50ｍｍ、総有効線数６４本を一纏まりとして横に1cm間隔、縦に2cm間隔で6×2の配置とした）のクロムマスクを用いて５０μｍのプロキシミティギャップを開けて、アライナーにて露光した。露光の後、温水を掛け流しながら現像を行い、凸部高さ90μｍ、凸部ライン幅１０4μｍ、スペース３９２μｍの凸版１０４を形成した。作成した凸版１０４を印刷機の版胴１０５に0.5mm厚の印刷用クッションテープを用いて版を貼り付けた。
【００３４】
次にインキについて説明する。
【００３５】
高分子有機発光材料であるポリフェニレンビニレン誘導体を濃度2％になるようにアニソールに溶解させた有機発光インキを用意した。
用意したインキの、粘度を測定したところ60ｍPa・ｓであり、表面張力は34mN/mであった。その後、インキを印刷機のインキチャンバ１０８へ投入した。
【００３６】
以上の装置、凸版１０４、有機発光インキ（発光材料インキ）を用いて300mm角、厚さ0.7mmのソーダガラス上に印刷を行った。印刷はタクト60sで行い、ドクタリング速度は5mm/s、印刷速度は100mm/ｓ、前記の数値Caは0.002≦Ca≦0.03の範囲である0.01とした。
【００３７】
（比較例１）
比較例１においては、実施例１におけるドクタリング速度を100mm/s、前記の数値Ｃａは0.002≦Ca≦0.03の範囲を上回る0.2とし、その他は、実施例１と同様に印刷を実施した。
【００３８】
（比較例２）
比較例２においては、実施例１におけるドクターロール１０２を用いずにドクターブレードを用い、ドクタリング速度は100mm/sとした。その他は、実施例１と同様に印刷を実施した。
【００３９】
実施例１、２、及び比較例１、２において得られた有機発光層が形成された基板について以下の評価をおこなった。
・印刷物をPL発光させた状態でのPL発光強度面内ばらつき評価
・目視によるムラの評価
・1パネル中での異物評価を実施した
評価を行った結果を、図３に示した。
【００４０】
実施例１においては、面内発光強度バラツキは5%と小さく、また特異的なムラも観測されなかった。さらに、異物数は16個と非常に少ない数値を示した。
すなわち、高品質かつ異物が少ない機能性薄膜を得ることができた。
【００４１】
比較例1においては異物数に関しては３３個と比較的良好であったものの、全体に斜め筋ムラが確認され、発光強度ばらつきも２８％と非常に大きなものとなった。
【００４２】
比較例２においてはムラ、発光強度ばらつきに関しては実施例１同等であったが、異物数が１５００個と多くなる結果となった。
【符号の説明】
【００４３】
101  アニロックスロール
102  ドクターロール
103  版下クッション
104  凸版
105  版胴
106  基板定盤
107  被印刷基板
108  インキチャンバ
109  インキ供給機構
201  アニロックスロール
202  ドクターブレード
203  版下クッション
204  凸版
205  版胴
206  基板定盤
207  被印刷基板
208  インキチャンバ
209  インキ供給機構
【図１】
0005499822.tif 000002
【図２】
0005499822.tif 000003
【図３】
0005499822.tif 000004